Tối ưu hóa điều kiện tự phân tế bào nấm men bia thải

73 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(80)/2017 Biological characterization of HT1 strain of Streptomyces with potential antimicrobial activity against Streptococcus agalactiae causing disease on tilapia Nguyen Van Giang, Chu Duc Ha, Nguyen Thi Thu Abstract The article presents the biological characteristics and antimicrobial activity of actinomyces strain HT1 against Streptococcus agalactiae causing disease on tilapia. The ‘HT1’ colonies were observed to be circular, diameter 4 - 6 mm, dried surface with grayish white color, aerial hyphae are long, straight branching with a chain of spherical spore on ISP 4 medium after 21 day of cultivation. The favourable conditions for growth and antimicrobial activity of the strain HT1 were established: temperature of 30oC, pH (6 - 8), shaking speed of 200 rpm, the inoculums size of 3% (v/v), volume of medium in shaking flask of 10% (v/v). Our results also revealed that ‘HT1’ strain could grow well on the media containing xylose (C resource), peptone and KNO3 (N resource) with clear zone of inhibition against S. agalactiae 23, 24 and 24.67 mm, respectively. Key words: Antimicrobial activity, biological characteristics, Streptococcus agalactiae, actinomyces, tilapia Ngày nhận bài: 10/6/2017 Ngày phản biện: 20/6/2017 Người phản biện: TS. Đinh Trường Sơn Ngày duyệt đăng: 25/6/2017 1 Khoa Công nghệ thực phẩm, Học viện Nông nghiệp Việt Nam 2 Khoa Công nghệ thực phẩm, Trường Đại học Kinh tế Kỹ thuật Công nghiệp TỐI ƯU HÓA ĐIỀU KIỆN TỰ PHÂN TẾ BÀO NẤM MEN BIA THẢI Nguyễn Thị Thanh Thủy1, Hồ Tuấn Anh2 TÓM TẮT Nấm men bia thải sau khi xử lý được tối ưu hóa các điều kiện tự phân theo thiết kế Box-Behnken. Hàm số kì vọng đơn Deringer được sử dụng để tối ưu hoá các yếu tố đầu ra. Kết quả cho thấy, khả năng phân giải bã men bia phụ thuộc nhiều vào yếu tố đơn lẻ, quan trọng nhất là nhiệt độ, thời gian và pH. Sự kết hợp giữa các yếu tố với nhau ít hoặc không làm thay đổi kết quả ở mức ý nghĩa ngoại trừ tương tác giữa pH với thời gian gây giảm các chất hòa tan. Với điều kiện tối ưu bã nấm men : nước là 1 : 3, tốc độ khuấy 30 vòng/phút, nhiệt độ tự phân 52oC, pH 5,8, thời gian tự phân 22h, tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng amin tự do là 41,3%, tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng hòa tan là 73,6%, và tỷ lệ chuyển hóa chất khô từ sinh khối vào dịch chiết nấm men là 52,1%. Giá trị kỳ vọng đạt cho cả ba hàm mục tiêu là 94,3%. Từ khóa: Nấm men bia, tối ưu hóa, tự phân, mô hình toán học, thiết kế thí nghiệm I. ĐẶT VẤN ĐỀ Tự phân (autolysis) là quá trình xảy ra tự nhiên, khi tế bào kết thúc chu kỳ phát triển và chuyển sang pha suy vong, lúc đó các enzyme nội bào sẽ được tiết ra phân hủy tế bào (Hasan and Huseyin, 2007). Mặc dù tạo ra sản phẩm với hiệu suất thu hồi cao, nhưng phương pháp phân giải tế bào bằng acid hiện nay ít được sử dụng rộng rãi do chi phí đầu tư ban đầu cao, ngoài ra có khả năng tạo ra các sản phẩm phụ gây độc như mono và dichloropropanol (Chae et al., 2001). Cho đến nay việc sử dụng các enzyme như glucanase, protease, nuclease và deaminase để phân giải nấm men đang được phổ biến (Chung et al., 1999; Chae et al., 2001; Kim et al., 2001). Tuy nhiên, kinh phí sử dụng cho phương pháp này còn cao. Phân giải tế bào nấm men bia thải ứng dụng trong sản xuất thức ăn chăn nuôi thì tự phân là kinh tế nhất, có tính khả thi cao khi áp dụng ở quy mô công nghiệp. Theo các tài liệu đã công bố và kết quả nghiên cứu của nhóm đề tài, quá trình tự phân nấm men bia thải chịu ảnh hưởng của nhiệt độ, pH, thời gian, tốc độ khuấy, tỷ lệ phối trộn sinh khối nấm men với nước (Kenji, 2002; Иванова et al., 1989). Quá trình tự phân của nấm men không chỉ chịu ảnh hưởng của các đơn yếu tố mà còn là sự kết hợp của các yếu tố với nhau. Việc thực hiện tối ưu hóa điều kiện tự phân nấm men nhằm xác định được mức độ của từng yếu tố ảnh hưởng cũng như sự tương tác giữa các yếu tố với nhau là cần thiết để nâng cao hiệu quả của quá trình tự phân. 74 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(80)/2017 II. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Vật liệu nghiên cứu Nấm men bia thải thu từ Công ty TNHH Một thành viên Bia Rượu Eresson, khu công nghiệp Quang Minh, Mê Linh, Hà Nội. Trong quá trình tiền xử lý, nấm men thải được rửa và tách đắng bằng nước, dung dịch H3PO4 0,01N và NaCl 0,05% với tỷ lệ 3: 1 so với sinh khối, nhiệt độ 0 - 50C, thời gian lắng 50 phút. Dịch nấm men được đưa qua sàng loại bỏ các cặn thô, lọc vắt nhằm loại bỏ nước tự do để thu được nấm men ở dạng đặc, màu kem đồng nhất, tỷ lệ tế bào sống 92 - 95%, (Hồ Tuấn Anh, 2016). Nấm men vắt có hàm lượng chất khô tuyệt đối 20,50%, hàm lượng protein và các thành phần chứa nitơ chiếm 54,72% so với chất khô tuyệt đối. Tỷ lệ protein chuyển hóa đến FAN là 4,1%, tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng hòa tan là 14,2%. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp bố trí thí nghiệm tối ưu hóa điều kiện tự phân nấm men bia thải Để xác định điều kiện tối ưu cho quá trình tự phân của nấm men, trong nghiên cứu này 5 yếu tố chính được xác định là tỷ lệ bã nấm men : nước (X1); tốc độ khuấy (vòng/ phút) (X2); nhiệt độ tự phân (oC) (X3); pH (X4); thời gian tự phân (giờ) (X5). Giá trị biến thiên của 5 yếu tố được xác định dựa trên nghiên cứu ảnh hưởng các yếu tố đến quá trình tự phân nấm men, cụ thể như sau: Tỷ lệ sinh khối nấm men : nước: 1 : 2; 1 : 3; 1 : 4, tốc độ khuấy: 25; 30; 35 vòng /phút, nhiệt độ tự phân: 42; 47; 52oC, pH: 5,0; 5,4; 5,8, thời gian tự phân: 14; 18; 22 h. Các điều kiện tự phân trước và sau mã hóa được bố trí theo thiết kế Box-Behnken (Bảng 1). Mô hình toán học sử dụng để xác định giá trị tối ưu cho các yếu tố có dạng như sau: Yi = fi(X1, X2,., Xk) hay Y = Bo + B1X1 + B2X2 + B3X3 + B4X4 + B5X5+ B6X1X2 + B7X1X3 + B8X1X4 + B9X1X5 + B10X2X3 + B11X2X4 + B12X2X5 + B13X3X4 + B14X3X5 + B15X4X5 + B16X12 + B17X22 + B18X32 + B19X42 + B20X52 Trong đó: Bo, B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8, B9, B10, B11, B12, B13, B14, B15, B16, B17, B18, B19, B20 : là hệ số hồi quy. X1, X2, X3, X4, X5: là các yếu tố thí nghiệm cần tối ưu. Yi: Là các hàm mục tiêu bao gồm: tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng amin tự do (FAN) (y1), tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng hòa tan không kết tủa sau ly tâm (y2), và tỷ lệ chuyển hóa chất khô từ sinh khối vào dịch chiết nấm men (y3). Hàm số kì vọng đơn Deringer được sử dụng để tối ưu hoá các yếu tố đầu ra (tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng amin tự do (FAN), tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng hòa tan không kết tủa sau ly tâm, và tỷ lệ chuyển hóa chất khô từ sinh khối vào dịch chiết nấm men). Hàm số kì vọng này thay đổi phụ thuộc vào điểm kì vọng, dao động từ 0 (không mong muốn) đến 1 (mong muốn), hàm này có thể đạt giá trị lớn nhất hoặc nhỏ nhất, tuỳ thuộc vào mục đích thí nghiệm. Phương trình hàm số kì vọng có dạng như sau: Trong đó y i,min và y i,max là mức tối thiểu, mức tối đa tương ứng của các biến độc lập, đây là giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của điểm ưa thích cho các chỉ tiêu chất lượng. Các điểm kỳ vọng đơn sau đó được kết hợp với nhau tạo thành kỳ vọng tổng thể (D) và được tính theo công thức dưới, trong đó ri thể hiện hệ số trọng lượng cho mỗi chỉ tiêu. Trong nghiên cứu này ri được cố định là 1. 2.2.2. Phương pháp phân tích Xác định hàm lượng chất khô bằng phương pháp sấy đối lưu ở 60ºC đến khối lượng không đổi. Xác định hàm lượng FAN của dịch chiết nấm men theo phương pháp ninhydrin của Wylie & Johnson, đo màu ở bước sóng 570 nm, mô tả trong mục 8.10 của EBC (Analitica - EBC, 2005). Xác định hàm lượng protein tổng số và protein hòa tan theo phương pháp của Kjeldahl, mô tả trong 8.9.1 của EBC (Analitica - EBC, 2005). 2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu Số liệu thu nhận được xử lý bằng phần mềm Excel 2010 và JMP version 13. 2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu Nghiên cứu được thực hiện từ tháng 7 năm 2016 đến tháng 2 năm 2017 tại Khoa Công nghệ thực phẩm - Học viện Nông nghiệp Việt Nam. 75 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(80)/2017 Bảng 1. Thiết kế thí nghiệm tối ưu hóa quá trình tự phân Công thức Trước mã hóa Sau mã hóa Tỷ lệ bã nấm men:nước Tốc độ khuấy (vòng/ phút) Nhiệt độ tự phân (oC) pH Thời gian tự phân (h) X1 X2 X3 X4 X5 1 1:3 30 42 5,4 14 0 0 -1 0 -1 2 1:2 25 47 5,4 18 -1 -1 0 0 0 3 1:3 30 47 5,4 18 0 0 0 0 0 4 1:4 30 47 5,0 18 1 0 0 -1 0 5 1:2 35 47 5,4 18 -1 1 0 0 0 6 1:3 35 52 5,4 18 0 1 1 0 0 7 1:3 30 52 5,4 14 0 0 1 0 -1 8 1:3 25 42 5,4 18 0 -1 -1 0 0 9 1:3 30 52 5,8 18 0 0 1 1 0 10 1:3 35 47 5,0 18 0 1 0 -1 0 11 1:3 35 47 5,4 22 0 1 0 0 1 12 1:3 30 42 5,8 18 0 0 -1 1 0 13 1:4 35 47 5,4 18 1 1 0 0 0 14 1:2 30 47 5,4 22 -1 0 0 0 1 15 1:4 30 47 5,4 14 1 0 0 0 -1 16 1:3 25 47 5,8 18 0 -1 0 1 0 17 1:3 30 47 5,0 22 0 0 0 -1 1 18 1:2 30 47 5,8 18 -1 0 0 1 0 19 1:3 25 47 5,4 22 0 -1 0 0 1 20 1:3 25 47 5,4 14 0 -1 0 0 -1 21 1:2 30 42 5,4 18 -1 0 -1 0 0 22 1:3 30 47 5,8 14 0 0 0 1 -1 23 1:3 30 42 5,4 22 0 0 -1 0 1 24 1:3 30 47 5,0 14 0 0 0 -1 -1 25 1:3 35 42 5,4 18 0 1 -1 0 0 26 1:2 30 52 5,4 18 -1 0 1 0 0 27 1:4 30 52 5,4 18 1 0 1 0 0 28 1:3 25 52 5,4 18 0 -1 1 0 0 29 1:4 30 42 5,4 18 1 0 -1 0 0 30 1:3 35 47 5,8 18 0 1 0 1 0 31 1:3 30 47 5,4 18 0 0 0 0 0 32 1:4 30 47 5,8 18 1 0 0 1 0 33 1:2 30 47 5,0 18 -1 0 0 -1 0 34 1:3 30 47 5,4 18 0 0 0 0 0 35 1:3 30 52 5,0 18 0 0 1 -1 0 36 1:2 30 47 5,4 14 -1 0 0 0 -1 37 1:4 30 47 5,4 22 1 0 0 0 1 38 1:3 30 42 5,0 18 0 0 -1 -1 0 39 1:3 35 47 5,4 14 0 1 0 0 -1 40 1:3 30 52 5,4 22 0 0 1 0 1 41 1:4 25 47 5,4 18 1 -1 0 0 0 42 1:3 30 47 5,8 22 0 0 0 1 1 43 1:3 25 47 5,0 18 0 -1 0 -1 0 76 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(80)/2017 III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Sau khi có bảng mã hóa các công thức, tiến hành bố trí thí nghiệm như thiết kế của mô hình, kết quả thu được trong bảng 2. Kết quả cho thấy: đối với hàm y1, tỷ lệ protein chuyển hóa đến FAN dao động trong khoảng 39,6 - 41,2%; hàm y2, tỷ lệ protein chuyển hóa tới dạng hòa tan thu được trong khoảng 70,7 - 73,5%; hàm y3, tỉ lệ chất khô chuyển hóa vào dạng hòa tan thu được trong khoảng 49,0 - 51,8%. Tuy nhiên, để tìm ra được phương trình toán học cho các hàm mong đợi, lựa chọn được điểm tối ưu theo mong muốn, các số liệu đã có được xử lý tối ưu trong phần mềm JMP. Bảng 2. Hiệu quả tự phân của tế bào nấm men ở các điều kiện khác nhau Công thức y1 (%) y2 (%) y3 (%) Công thức y1 (%) y2 (%) y3 (%) 1 39,7 70,9 49,0 23 40,4 72,3 50,4 2 40,3 71,8 50,1 24 40,9 71,7 50,2 3 40,4 72,1 50,4 25 39,2 71,1 49,2 4 39,9 71,9 50,2 26 40,5 71,4 49,8 5 40,5 71,8 50,2 27 40,4 72,5 50,8 6 40,7 73,0 51,4 28 40,6 73,3 51,6 7 39,9 72,5 50,6 29 40,3 72,8 51,0 8 40,1 71,2 49,4 30 40,2 71,6 50,2 9 41,1 73,5 51,8 31 41,2 72,8 51,2 10 40,0 71,6 50,0 32 40,4 72,0 50,3 11 41,2 72,6 51,0 33 41,1 73,1 51,4 12 40,9 71,9 50,2 34 39,7 71,1 49,4 13 40,6 72,2 50,6 35 40,4 72,1 50,4 14 40,9 72,1 50,6 36 39,9 72,3 50,6 15 39,9 72,1 50,2 37 39,7 71,3 49,4 16 40,8 72,6 50,8 38 41,1 72,9 51,4 17 40,7 72,3 50,8 39 39,7 70,7 49,0 18 40,9 72,3 50,6 40 40,0 71,8 49,8 19 40,8 72,4 50,8 41 41,1 73,3 51,8 20 39,6 71,6 49,6 42 40,3 72,4 50,6 21 40,2 70,9 49,2 43 40,9 72,6 51,1 22 39,7 70,9 49,0 Với 5 yếu tố đầu vào là tỷ lệ bã nấm men : nước (X1), tốc độ khuấy (vòng/ phút) (X2), nhiệt độ tự phân (oC) (X3), pH (X4), thời gian tự phân (X5), 3 yếu tố đầu ra là tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng amin tự do (FAN) (y1), tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng hòa tan không kết tủa sau ly tâm (y2), và tỷ lệ chuyển hóa chất khô từ sinh khối vào dịch chiết nấm men (y3) phần mềm cho thấy được mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đầu vào tới chất lượng dịch tự phân của nấm men. Kết quả được thể hiện trong bảng 3. Từ bảng 3 có thể thấy quá trình tự phân của nấm men chịu ảnh hưởng của cả 5 yếu tố đầu vào. Tuy nhiên ảnh hưởng lớn nhất là nhiệt độ tự phân với mức quan trọng 17,8; tiếp đến là thời gian tự phân và pH môi trường tự phân có tầm ảnh hưởng gần tương tự nhau với mức quan trọng 14,8 và 14,2. Tốc độ khuấy ảnh hưởng yếu hơn khi mức quan trọng chỉ còn 10,5. Tỷ lệ nấm men : nước là yếu tố có mức độ ảnh hưởng nhỏ nhất đến chất lượng của dịch sau tự phân khi mức quan trọng chỉ có 5,6. Bên cạnh sự ảnh hưởng của các đơn yếu tố, hiệu quả tự phân của nấm men còn chịu tác động của tương tác giữa pH và thời gian tự phân, tuy nhiên chỉ ở mức độ tương đối nhẹ thể hiện ở mức quan trọng chỉ dừng lại ở 3,5. Để thấy rõ được tương tác của các yếu tố đến từng hàm mục tiêu, kết quả phân tích hệ số hồi quy của các yếu tố thí nghiệm được thể hiện trong bảng 4. Từ kết quả ước lượng hệ số hồi quy, phương trình mô tả mối tương quan giữa tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng amin tự do (FAN) và các yếu tố thí nghiệm là: y1 = 40,4 + 0,06875X1 + 0,18125X2 + 0,1125X3 + 0,5375X4 + 0,575X5 - 0,25X4X5 Phương trình mô tả mối tương quan giữa tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng hòa tan không kết tủa sau ly tâm và các yếu tố thí nghiệm là: y2 = 70,566667 + 0,35625X1 + 0,0625X2 + 0,80625X3 + 0,54375X4 + 0,39375X5 - 0,225X4X5 Phương trình mô tả mối tương quan giữa tỷ lệ chuyển hóa chất khô từ sinh khối vào dịch chiết nấm men và các yếu tố thí nghiệm như sau: y3 = 48,866667 + 0,36875X1 + 0,13125X2 + 0,7875X3 + 0,54375X4 + 0,59375X5 _ 0,225X4X5 Với kết quả bảng 4, ảnh hưởng của các đơn yếu tố, từ X1 đến X5 đến 3 hàm mục tiêu đều có ý nghĩa với P<0,05. Sự tương tác giữa các yếu tố với nhau hầu như không có ý nghĩa trừ sự tương tác giữa X4*X5. Hai yếu tố pH và thời gian có ảnh hưởng đến ti lệ các chất hòa tan thu được ở mức ý nghĩa, tuy nhiên sự ảnh hưởng này là tiêu cực. Nó không làm tăng tỉ lệ chất hòa tan mà làm biến đổi ngược lại. Để xác định giá trị tối ưu của các yếu tố thí nghiệm, điểm kỳ vọng sẽ được tối đa hóa khi sử dụng đồ thị dự đoán hiệu suất tự phân, kết quả được thể hiện trên hình 1. 77 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(80)/2017 Bảng 4. Hệ số hồi quy của hàm mục tiêu y1, y2 và y3 Bảng 3. Mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến hiệu quả tự phân của nấm men Thành phần Hàm mục tiêu y1 Hàm mục tiêu y2 Hàm mục tiêu y3 Hệ số hồi quy Giá trị P Hệ số hồi quy Giá trị P Hệ số hồi quy Giá trị P Intercept (Hệ số tự do) 40,4 <0,0001 70,566667 <0,0001 48,866667 <0,0001 X1 0,06875 0,0256 0,35625 <0,0001 0,36875 <0,0001 X2 0,18125 <0,0001 0,0625 0,0436 0,13125 0,0007 X3 0,1125 0,0007 0,80625 <0,0001 0,7875 <0,0001 X4 0,5375 <0,0001 0,54375 <0,0001 0,54375 <0,0001 X5 0,575 <0,0001 0,39375 <0,0001 0,59375 <0,0001 X1*X2 0,025 0,6674 -0,05 0,4010 -0,025 0,7097 X1*X3 0,05 0,3932 0,025 0,6727 -0,05 0,4587 X2*X3 1,776e-15 1,0000 0 1,0000 0 1,0000 X1*X4 1,776e-15 1,0000 -3,55e-15 1,0000 -1,78e-15 1,0000 X2*X4 1,776e-15 1,0000 3,553e-15 1,0000 1,776e-15 1,0000 X3*X4 1,776e-15 1,0000 0 1,0000 -1,78e-15 1,0000 X1*X5 1,776e-15 1,0000 3,553e-15 1,0000 -1,78e-15 1,0000 X2*X5 1,776e-15 1,0000 -3,55e-15 1,0000 1,776e-15 1,0000 X3*X5 1,776e-15 1,0000 0 1,0000 -1,78e-15 1,0000 X4*X5 -0,25 0,0003 -0,225 0,0009 -0,225 0,0026 X1*X1 0,0020833 0,9638 1,187e-15 1,0000 0,0333333 0,5313 X2*X2 0,01875 0,6835 0,0083333 0,8584 -0,016667 0,7535 X3*X3 -0,00625 0,8917 0,0166667 0,7215 0,0416667 0,4351 X4*X4 -0,022917 0,6186 0,0166667 0,7215 0,0166667 0,7535 X5*X5 -0,022917 0,6186 0,0166667 0,7215 -0,016667 0,7535 Yếu tố Mức quan trọng Giá trị P Yếu tố Mức quan trọng Giá trị P X3 17,844 0,00000 X4*X4 0,209 0,61861 X5 14,890 0,00000 X5*X5 0,209 0,61861 X4 14,280 0,00000 X2*X2 0,165 0,68350 X1 10,541 0,00000 X1*X4 0,000 1,00000 X2 5,628 0,00000 X2*X4 0,000 1,00000 X4*X5 3,596 0,00025 X1*X5 0,000 1,00000 X1*X3 0,405 0,39317 X2*X5 0,000 1,00000 X1*X2 0,397 0,40104 X2*X3 0,000 1,00000 X3*X3 0,361 0,43505 X3*X4 0,000 1,00000 X1*X1 0,275 0,53129 X3*X5 0,000 1,00000 Kết quả hình 1 cho thấy hiệu quả tự phân sẽ đạt cao nhất đối với hàm y1 và y3 tại tỷ lệ bã nấm men : nước là 1 : 3, tốc độ khuấy 30 vòng/ phút, nhiệt độ tự phân 52oC, pH 5,8, thời gian tự phân 22 h. Đối với hàm y2 giá trị max thu được tại tỷ lệ bã nấm men : nước là 1 : 4, tốc độ khuấy 30 vòng/ phút, nhiệt độ tự phân 52oC, pH 5,8, thời gian tự phân 22 h. Tuy nhiên vì 3 hàm mục tiêu này đồng thời xảy ra trong quá trình tự phân, tại điều kiện đạt max của y1 và y3 thì giá trị của y2 cũng tương đối cao (thấp hơn không đáng kể so với giá trị max). Chính vì vậy, để cả 3 hàm mục tiêu đạt giá trị cao, nhóm đề tài lựa chọn điều kiện tự phân tại tỷ lệ bã nấm men : nước là 1 : 3, tốc độ khuấy 30 vòng/ phút, nhiệt độ tự phân 52oC, pH 5,8, thời gian tự phân 22h. Tại điều kiện này giá trị hàm y1 thu được là 41,3% y2 là 73,6% và y3 là 52,1%. Giá trị kỳ vọng đạt cao là 94,3%. 78 Tạp chí Khoa học Công nghệ Nông nghiệp Việt Nam - Số 7(80)/2017 IV. KẾT LUẬN Tối ưu hóa các điều kiện tự phân theo thiết kế Box-Behnken cho thấy quá trình tự phân của nấm men chịu ảnh hưởng chủ yếu bởi các yếu tố riêng rẽ mà ít chịu ảnh hưởng bởi sự kết hợp giữa nhiều yếu tố. Yếu tố ảnh hưởng lớn nhất là nhiệt độ, tiếp theo là thời gian, pH. Chịu ảnh hưởng ít là tỉ lệ bã nấm men: nước và tốc độ khuấy. Tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng amin tự do là 41,3%, tỷ lệ protein chuyển hóa đến dạng hòa tan là 73,6% và tỷ lệ chuyển hóa chất khô từ sinh khối vào dịch chiết nấm men là 52,1% trong điều kiện tối ưu tỷ lệ bã nấm men : nước là 1 : 3, tốc độ khuấy 30 vòng/phút, nhiệt độ tự phân 52oC, pH 5,8, thời gian tự phân 22 h. Tuy nhiên, tùy thuộc vào mong muốn sản phẩm đầu ra cần chỉ tiêu gì vượt trội mà lựa chọn các điều kiện tối ưu dựa trên kết quả mô hình đã tìm được. LỜI CẢM ƠN Nghiên cứu được hỗ trợ kinh phí của Sở Khoa học và Công nghệ Hà Nội trong khuôn khổ đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ sinh học trong tái chế men bia thải làm thức ăn chăn nuôi cho địa bàn Hà Nội”. TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ Tuấn Anh, 2016. Nghiên cứu phương pháp tiền xử lý nấm men bia thải. Hội thảo khoa học toàn quốc 2016. “Tiến bộ kỹ thuật thực phẩm và kỹ thuật sinh học: Từ nghiên cứu đến sản xuất, 10 - 11/10/2016, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.”. Nhà xuất bản Bách khoa Hà Nội, 253-261. Chae, H. J., Joo, H., In, M. J., 2001. Utilization of brewer yeast cells for the production of food grade extract. Part 1: effect of different enzymatic treatments on solid and protein recovery and flavor characteristic. Bioresource Tech.,76: 253-258. Chung, Y., Chae, H. J., Kim, D. C., Oh, N. S., Park, M. J., Lee, Y. S., In, M. J., 1999. Selection of comercial proteolytic enzymes for the production of brewer yeast extract. Food Eng. progr., 3: 159-163. EBC (European Brewery Convention), 2005. Analitica - EBC. Copyright Fachverlag Hans Carl, Nurnberg. Printed in Germany by Fahner Druck GmbH, Lauf a.d. Pegnitz. ISBN 3-418-00759-7. Hasan T., Huseyin E., 2007. Utisation of spent brewer yeast for yeast extract production by autolysis: the effect of temperature. Food and Bioproducts processing, 86:317-321. Kenji Satake, 2002. Tận dụng men thừa trong các nhà máy bia. Hội thảo Công nghệ xử lý chất thải và tận dụng nấm men trong ngành sản xuất bia 13/3/2002, TP. Hồ Chí Minh. Viện Nghiên cứu Bia, Nước giải khát (RIB), 11-16. Kim D. C., Chae H. J., Kim D. C., Oh N. S., In M. J., 2001. Effect of cell lytic enzymes on the production of yeast extract. J. Kor. Soc. Agri. Che. Biotechnol. 44: 273-275. Иванова, Т. Ат. Колева, Н. Люцканов, 1989, Получаване, характеристика и приложение на автолизати от пивни дрожди, Научни трудове на ВИХВП, том 36, свитък 2, 129-140. Hình 1. Điều kiện tự phân nấm men tối ưu Tỷ lệ nấm men:nước 0 -1 -0 .5 -0 .5 -0 .5 -0 .5 -0 .50. 5 0. 5 0. 5 0. 5 0. 5 0. 5 0. 25 0. 750 0 0 0 0 01 11 1 1 1-1 -1 -1 -1 Tốc độ khuấy 0 Nhiệt độ tự phân 1 1 ph Thời gian tự phân 1 Desirability D es ira bi lit y Y3 Y2 Y1 41.32292 73.63542 52.10833 [41.0646, 41.5812] 41 40.5 39.5 73.5 72.5 71.5 70.5 51.5 50.5 49.5 48.5 49 50 1 0 0.25 0.75 0.5 51 72 71 52 73 39 74 40 [73.3727, 73.8982] [51.81, 52.4066] 0.943304